Спосіб різання харчових продуктів трифазним струменем рідини

Реферат: Спосіб різання харчових продуктів трифазним струменем рідини включає формування гідроабразивного струменя в коліматорі, розташованому за сопловою голівкою, що у вигляді струменя води витікає під тиском Р=50-150 МПа із сопла, яке формує охолоджений струмінь з температурою t=0 °C та нижче, спрямовують на харчовий продукт для його розрізання. У робочу рідину, через камеру змішування, генерують пари рідкого азоту та подають як абразивний матеріал харчову соду (натрій двовуглекислий), що обумовлює глибину різу до 0,2м. UA 78304 U (54) СПОСІБ РІЗАННЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ ТРИФАЗНИМ СТРУМЕНЕМ РІДИНИ UA 78304 U UA 78304 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології різання харчових продуктів охолодженим струменем води, що вміщує абразивні матеріали, та може бути використана в різних галузях харчової промисловості. Відомі аналогічні способи різання харчових продуктів та матеріалів. Наприклад, спосіб різання високошвидкісним струменем рідини, при якому рідину з електрично зарядженими частками або струмопровідними добавками подають в сопловий пристрій для отримання струменя, яким впливають на матеріал (РФ, патент на корисну модель № 2116190, B26F 3/00, B26F 1/26, "Спосіб різання високошвидкісним струменем рідини"). Здійснюється спосіб таким чином. Рідину з електрично зарядженими частками або струмопровідними добавками подають в сопловий пристрій для отримання струменя, що розрізає, струменю додатково повідомляють енергію від джерела підвищення швидкості її витікання, після проходження матеріалу, що розрізає, рідину уловлюють і направляють для повторного використання до соплового пристрою по контуру з мінімальними гідравлічними втратами, при цьому виробляють компенсацію втрат струменя шляхом дії на рідину, що знаходиться в контурі, магнітним і/або електростатичним полями і вприскування порції рідини. Недоліками цього способу є: - включення в технологічну схему пристроїв, що створюють магнітні або електростатичні поля, що призводить до збільшення витрат на устаткування; - підведення електричної енергії до вже готового високонапірного струменя рідини, що призводить до збільшення енергоспоживання установки; - неприпустимість застосування абразивного матеріалу для різання харчових продуктів, з огляду санітарних норм обробки цих харчових продуктів. Найбільш близьким до заявленого є спосіб різки харчових продуктів гідроабразивним струменем води, де як абразив використовуються крижинки льоду, що утворюються у струмені води, яку певним чином стискають і охолоджують (Україна, патент на корисну модель № 46161, В03В 4/00, "Спосіб різання харчових продуктів охолодженим струменем води"). Спосіб здійснюється таким чином. За допомогою спеціального пристрою чисту воду стискають до 50-150 МПа, пропускають крізь теплообмінник, у якому вода охолоджується до певної мінусової температури. Формування робочого струменя відбувається в калібровочному каналі, різання виконується високошвидкісним охолодженим струменем води, в якому утворюються при 0 °C крижинки, і яка витікає під тиском Р=50-150 МПа та зі швидкістю Vc=240420 м/сек., з температурою струменя близькою до t=0 °C, із соплової голівки. Цей спосіб вибраний за прототип. Вибраний прототип має певні недоліки: - недостатня глибина різу харчового продукту, який розрізується; певні ризики руйнування гідрорізального обладнання при переохолодженні води до точки її замерзання ще в формуючій головці гідрорізальної машини; - постійна витрата пари рідкого азоту не гарантує постійність температури поверхні, яку охолоджують; - включення в технологічну схему системи термостатування і охолодження теплообмінника з робочою рідиною, пристроїв регулювання температури. Перелічені недоліки ускладнюють і здорожують процес ефективного розрізання харчових продуктів, в якому використовується зазначений спосіб різання високошвидкісним охолодженим струменем рідини. В основу корисної моделі поставлена задача використання гідроабразивної технології різання харчових продукті та підвищення якості різання. Поставлена задача вирішується тим, що використовують спосіб різання заморожених харчових продуктів охолодженим гідроабразивним струменем, що включає формування гідроабразивного струменя в коліматорі, розташованому за сопловою голівкою, що у вигляді струменя води витікає під тиском Р=50-150 МПа із сопла, яке формує охолоджений струмінь з температурою t=0 °C та нижче, спрямовують на харчовий продукт для його розрізання, згідно з корисною моделлю, у робочу рідину, через камеру змішування, генерують пари рідкого азоту та подають як абразивний матеріал харчову соду (натрій двовуглекислий), що обумовлює глибину різу до 0,2 м. При використанні заявленого способу досягаються значні переваги перед існуючими способами різання харчових продуктів, а саме: 1) при охолодженні струменя до t=0 °C в робочій рідині відбувається генерація крижинок льоду, які грають роль абразивного матеріалу та разом з подачею харчової соди до камери змішування обумовлюють значне зростання глибини різу харчового продукту; 1 UA 78304 U 5 10 15 20 25 30 35 40 2) використання трифазного струменя з двома видами абразиву (крижинок льоду та часток соди) призводить до збільшення його енергетичних можливостей; 3) при охолодженні струменя відбувається зменшення витрат абразивного матеріалу, у зв'язку із зменшенням розчинності харчової соди в охолодженій воді. Приклади конкретного виконання. Приклад 1. Формують високонапірний струмінь води, застосувавши для цього наприклад пристрій для гідрорізання зразка (пат. № 30071 UA, МПК (2006) В24С 3/00, від 18.02.2008). Формування охолодженого гідроабразивного струменя відбувається в коліматорі, до якого, за допомогою патрубків з форсунками, симетрично приєднуються дві ємності; в першу ємність для абразиву засипають харчову соду (натрій двовуглекислий, ГОСТ 2156-76) витрата якої складає 3 160 см /с, в другу ємність для охолодження струменя до температури t=0 °C подається рідкий азот з витратою 2 мл/с. Далі з коліматора, в якому охолоджується робоча рідина і за рахунок використання трифазного середовища з двома видами абразивного матеріалу (частками льоду та соди) струмінь подається на харчовий продукт, що розрізується. В процесі розрізання харчовий продукт, наприклад заморожене м'ясо, розташовують на рухомому робочому столі та здійснюють безперервну генерацію та подачу охолодженого рідким азотом гідроабразивного струменя води в зону різання під тиском 50 МПа, глибина різу складає 0,163 м. При дії охолодженого гідроабразивного струменя води з даними параметрами на харчовий продукт відбувається процес різання, що полягає в мікровідриві частин продукту від його основної маси. Розрізування досягається за рахунок використання трифазної робочої рідини з двома видами абразивного матеріалу. Приклад 2. Різання виконують аналогічно до прикладу 1, але при цьому струмінь води має тиск 100 МПа, а глибину різу 0,181 м. Приклад 3. Різання виконують аналогічно до прикладу 1, але при цьому струмінь води має тиск 150 МПа, а глибину різу 0,2 м. При реалізації заявленого способу, внаслідок використання трифазного робочого струменя з двома видами абразивного матеріалу, з'являються значні переваги перед вже існуючими способами та з'являється можливість значно підвищити глибину різу h заморожених харчових продуктів охолодженим гідроабразивним струменем рідини без застосування дорогих абразивних матеріалів і створення додаткових холодильних пристроїв та систем термостатування. Запропонований спосіб різання харчових продуктів трифазним струменем підвищує їх якість та ефективність процесу при зменшені втрат абразивного матеріалу за рахунок зменшення розчинності харчової соди в охолодженій воді. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб різання харчових продуктів трифазним струменем рідини, що включає формування гідроабразивного струменя в коліматорі, розташованому за сопловою голівкою, що у вигляді струменя води витікає під тиском Р=50-150 МПа із сопла, яке формує охолоджений струмінь з температурою t=0 °C та нижче, спрямовують на харчовий продукт для його розрізання, який відрізняється тим, що у робочу рідину, через камеру змішування, генерують пари рідкого азоту та подають як абразивний матеріал харчову соду (натрій двовуглекислий), що обумовлює глибину різу до 0,2 м. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2